光电化学分解水制氢是一种能将太阳能直接转化为可以存储的清洁能源——氢能的技术,而开发高效光电极材料是这种技术能否实现大觃模应用的关键。我院邹志刚教授课题组之前已在高效半导体光电化学分解水制氢方面取得一系列重要成果 (Energy Environ. Sci.2011, 4, 4046;Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3066; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11016)。
在本研究中,他们以n型Fe2O3半导体光电极为研究模型,提出了一种抑制表面载流子复合的新思路——通过抑制光生电子不氧化中间产物之间的复合 Jbr,而不是之前大家普遍认为的通过表面态复合过程Jss,并设计了一系列实验验证了这一猜想。通过抑制光生电子不氧化中间产物之间的复合可以有效减小氧化铁光电极分解水所需的外加偏压,从而提高其太阳能转换效率。这一思路将为提高其他半导光电极材料光电转换性能提供重要参考。
研究成果以"Cathodic shift of onset potential for water oxidation on a Ti4+ doped Fe2O3 photoanode by suppressing the back reaction"为题在能源领域顶级刊物 Energy & Environmental Science 上在线发表。(http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/EE/C3EE42722F#!divAbstract)